ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH
ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH:
ĐỀ BÀI: Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực máy ép thủy lực
với các thong số sau:
Lực ép: 70 tấn
Chu kì ép: 3 lần/phút.
SVTH:TRẦN ĐỨC HUY – mssv:20081164 Page 1
ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP
Trên thế giới hiện nay có nhiều công ty chế tạo máy ép phục vụ
cho ngành công nghiệp nặng và nhẹ như các loại máy ép dùng trong
sản xuất giày, máy ép dùng để nong lỗ trong sản xuất chi tiết máy,
máy ép dùng để đột, máy ép dùng để ép gạch, dùng để ép ván dăm….
Tuy nhiên tính đa dạng trong khâu thiết kế sản phẩm này chưa có, vì lí
do nhu cầu sử dụng mặt hàng này không nhiều. Nên đa số các công ty
chuyên sản xuất máy ép luôn sản xuất theo đơn đặt hàng của đối tác.
Điều này đã dẫn đến thực trạng nước ta chưa có công ty nào thiết kế
và chế tạo ra máy ép hoàn chỉnh. Do kinh nghiệm cũng như công
nghệ là chưa đủ, mà các công ty chủ yếu là phân phối lại sản phẩm
của các công ty nước ngoài hoặc nhận đơn đặt hàng tại Việt Nam rồi
đưa về các công ty chính để chế tạo.
Qua tìm hiểu các công ty chuyên sản xuất và chế tạo máy ép chủ
yếu tập trung ở những nước có nền công nghiệp phát triển mạnh như
tại Mĩ có công ty DENISON được thành lập từ năm 1900, tại Ấn Độ
có công ty VELJAN, công ty YOKEN của Đài Loan chuyên cung cấp
các loại van và bơm thủy lực khí nén, tại Đức có tập đoàn REXROTH
chuyên về sản xuất chế tạo, sửa chữa và bảo dưỡng các loại máy ép
thủy lực cũng như cung cấp thiết bị phụ tùng cho các hệ thống thủy
lực khí nén. Tại Việt Nam có công ty Cổ phần Công nghệ Quỳnh,
công ty T.A.T tại Tp HCM, công ty Long Quân tại Hà Nội là các công
ty chuyên về phân phối, lấp đặt, thiết kế, tư vấn hệ thống thủy lực khí

SVTH:TRẦN ĐỨC HUY – mssv:20081164 Page 4
ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH
kim loại. Do các máy ép có nhiều loại khác nhau nên người ta thường
dùng lực ép định mức P
H
là thông số phổ bién nhất.
Trong số các máy ép thuộc nhóm 1 có thể kể tên: Máy ép để rèn –
rèn tự do có dập trong khuôn, P
H
= 5÷20MN; Máy ép để dập – dập nóng
các chi tiết bằng magiê và hợp kim nhôm, P
H
= 10÷700MN; Máy ép đột
– để đột nóng các phôi bằng thép trong cối kín, P
H
= 1.5÷30MN; Máy
ép để chuốt kéo – chuốt kéo các phôi rèn qua các vòng, P
H
=
0.75÷15MN.
Trong số các máy ép của nhóm 2 có thể kể: Máy ép thanh - ống và
máy ép thanh - ống, dùng để ép kim loại màu và thép, P
H
=
0.4÷120MN.
Trong nhóm 3 có thể kể tên các loại: Máy ép để dập tấm kiểu tác
dụng đơn giản, P
H
= 0.5÷10MN; Máy ép vuốt để vuốt sâu các chi tiết
hình trụ, P

• Trạm nguồn: bao gồm:
+ bơm, là thiết bị để chuyển cơ năng sang thủy năng.
+ động cơ điện, là thiết bị chuyển năng lượng điện thành cơ năng,
+ thùng dầu, là thiết bị chứa lượng dầu cần thiết cho hệ thủy lực,
+ thước đo dầu, là thiết bị để xác định mức dầu trong thùng dầu,
+ nắp thùng dầu, để tránh bụi bẩn rơi vào thùng dầu.
+ lọc dầu, để tránh các cặn bẩn ảnh hưởng đến hệ thống thủy lực,
+ đế van: là thiết bị để tổ hợp các đường ống thủy lực và tạo đế lắp
các van.
+ đông hồ áp suất: để biết áp suất của hệ thống.
+ khóa lắp trước đồng hồ áp suất: để bảo vệ đồng hồ khi không dung
đến.
+ hệ thống van: để điều hành và đảm bảo hệ thống hoạt động.
Tóm lại: trạm nguồn là trạm chuyển hóa nắng lượng cơ thành thủy
năng cung cấp cho hệ thống.
• Van phân phối: ta sử dụng van 4/3 điều khiển điện để điều khiển cơ
cáu chấp hành.
• Cơ cấu chấp hành: xylanh có tác dụng chuyển thủy năng thành cơ
năng tạo lực ép cho máy ép.
• Van an toàn: ổn định áp suất hệ thống, nghĩa là nó bảo vệ hệ thống
luôn dưới áp suất nguy hiểm
• Van chống lún: giữ áp suất hệ thống khi có sự cố.
• Ngoài và còn có hệ thống đường ống và các thiết bị đường ống.
SVTH:TRẦN ĐỨC HUY – mssv:20081164 Page 7
ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH
PHẦN III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC.
3.1.Tính chọn Xylanh:
3.1.1.Thông số thiết kế:
• Chọ áp suất lầm việc của hệ thống là p= 270 bar.
• Lực ép đầu cần xy lanh F=70 tấn = 70.9,81 KN.

1

Vận tốc đi lên của xy lanh là v
2
Ta có:
1 2
20 3 17
l l
v v
+ = − =
s (1)
Ta lại có :
1
2
2
2 2
4
4
Q
v
D
Q
v
D d
π
π π
=
=
−
(2)

4
b
h
h
Q
d
v
π
=
Q
b
: lưu lượng bơm.
Q
b
=1,1.Q=1,1.50,4=55,44 l/p
v
h
: vận tốc trong ống hút
v
h
=0,8-1,2 m/s

3
4 4.55,44.10
(0,03 0,04)
3,14.(0,8 1,2)
b
h
h
Q

3,14.(1 1,6)
x
x
Q
d m
v
π
−
= = = ÷
÷
Vậy ta phải chọn đường ống xả có đường kính từ 2,5-3 cm
3.2.3.Tính toán đường ống đẩy:
Đường ống đẩy chia làm 2 phần: một phần nối từ bơm đến đế van và
một phần nối từ đế van đến cơ cấu chấp hành(xylanh). Do vậy, ta chọn
đường ống nối từ bơm đến đế van là ống cứng và phần nối từ van đến
xylanh sẽ có một phần ống mền sau đó đên phần ống cứng.
Ta có đường kính ống đẩy:
4
d
d
Q
d
v
π
=
Trong đó: Q lưu lượng qua đường ống đẩy.
v
d
vận tốc trong đường ống đẩy.
v

yc
: áp suất cần cho xilanh hoạt động.
p
yc
=220bar.
p
w
: áp suất bị tổn thất.
Ta sẽ tiến hành xác định tổn thất áp suất của hệ thống:
Giả sử:
• Chiều dài ống hút L
1
=1m, vận tốc trong ống hút v
1
=1,2m/s,
đường kính ống hút d
h
=30mm.
• Chiều dài ống xả L
2
=1m, vận tốc ống xả v
2
= 1,6 m/s, đường kính
ống xả d
x
=25mm.
• Chiều dài ống đẩy 4m, vận tốc trong ống đẩy v
3
=3m/s, đường
kính ống đẩy d

: tổn thất áp suất cục bộ.
•
2
.
2
d
l v
p
d g
λ γ
=
∑
SVTH:TRẦN ĐỨC HUY – mssv:20081164 Page 11
ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH
Ta có:
1
6
1.0,03
Re 937 2320
32.10
h
h
v d
υ
−
= = = <
 Dòng chảy trong ống hút là dọng chảy tầng.

64 64
0,068

3.0,020
Re 1875 2320
32.10
d
d
v d
υ
−
= = = <
 Dòng chảy trong ống hút là dọng chảy tầng.

64 64
0,034
Re 1875
d
d
λ
= = =
.

2 2 2 2
1 1 2 2 3 3
. . . .
2 2 2 2
d h x d
h x d
l v l v l v l v
p
d g d g d g d g
λ γ λ γ λ γ λ γ

ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

2 2 2
1 1,6 3
2 1,2. 1,2. 1,2. 2,7
2 2 2
c
p bar
g g g
= + + + =

w
0,5 2,7 3,2
d c
p p p bar= + = + =
 p
b
=p
yc
+p
w.
=270+3,2=273,2bar.
Chọn áp suất bơm nguốn là p
b
= 280bar.
Lưu lượng bơm:
1,1* 1,1*50,4 55,4 /
b yc
Q Q l p
= = =

Q
q D m b
q m z m b
η π
η π
=
⇔ =
Chọn: z=12,
SVTH:TRẦN ĐỨC HUY – mssv:20081164 Page 13
ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

6
b
m
=
η
Q
=0,9.

3
3,2
0,9.12.2.3,12.6
q
m mm
= =
 D=z.m=12.3,2=38 mm.
 D
a
=(z+2).m=14.3,2=45 mm.
 b=(6-10).3,2=30 mm.

o
.
• Tính bề dày vỏ bơm:
Ta có ứng suất nén lên vỏ bơm là:
v a
d
v a
D D
p
D D
σ
+
=
−
Với: D
v
đường kính ngoài vỏ bơm.
D
a
đường kính trong vỏ bơm hay đường kính đỉnh răng.
P
d
áp suất đẩy.
SVTH:TRẦN ĐỨC HUY – mssv:20081164 Page 15
ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH
Chọn vật liệu chế tạo vỏ là thép đúc có [
σ
]=1100 kG/cm
2
Ta có :

2
ax
. .( ) 133
m
M p b Dm m Nm= + =
• Chọn kết cấu trục chủ động như hình vẽ:
Từ hình vẽ ta có:
F
1
=F
2
=L/2.
Ta có: momen uốn trên trục do lực hướng kính gây ra rất nhỏ so với
momen xoắn, do vậy ta bỏ qua momen uốn do lực L gây ra.
SVTH:TRẦN ĐỨC HUY – mssv:20081164 Page 16
30
30 30
60
ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH
 Đường kính sơ bộ trục được tính như sau:
3
0,2[ ]
sb
M
d
τ
=
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép CT5 có ứng suất xoắn cho phép
[
τ

45
28
30 30 30
ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH
3.4. Tính bể dầu:
3.4.1.chức năng, nhiệm vụ của bể dầu:
Trong hệ thống thủy lực, bể dầu có chức năng sau:
-Cung cấp dầu cho hệ thống hoạt động.
-Lắng đọng các cặn bẩn.
-Tỏa nhiệt cho hệ thống.
-Gá đặt trạm nguồn lên trên.
3.4.2.Tính bể dầu:
Chọn kích thước của bể dầu như sau:
Chiều ngang: a
Chiều dài :b=2a
Chiều cao h=a
Ta có: thể tích của bể dầu tính theo lưu lượng bơm:
V=3-5.Q=(3-5) 50,4=250 l.
 a=0,5m
 b=1 m
 h=0,5m.
SVTH:TRẦN ĐỨC HUY – mssv:20081164 Page 18
ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH
Contents
SVTH:TRẦN ĐỨC HUY – mssv:20081164 Page 19